CN214299767U - 一种一体式沉淀内置深水曝气生物反应器 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种一体式沉淀内置深水曝气生物反应器，其包括：缺氧区、好氧区及沉淀区，沉淀区配置于缺氧区的上方，其内设有泥斗，用以将沉淀的污泥通过泥斗的底部的环状缝隙回流至缺氧区，所述好氧区配置于缺氧区及沉淀区的***，且所述好氧区环绕在所述缺氧区和/或沉淀区的***，好氧区内配置有曝气装置，所述缺氧区与好氧区通过连通口连通，所述好氧区的混合液通过气提泵提升经污泥回流气液分离槽、轮辐状或环状布水装置至沉淀区进行固液分离，固液分离后的水由出水堰排出；需要从好氧区回流至缺氧区的混合液经混合液气提泵提升，至混合液气液分离槽，经分离与进水一起进入到缺氧区。这样具有高效率低占地低维修工作量的废水处理设备。
Description
技术领域
本申请涉及废水处理领域，特别是一种适用于有机废水、高含氮废水以及有毒有害废水的一体式沉淀内置深水曝气生物反应器。
背景技术
石油化工、焦化、煤化工、市政、酿造、钢铁等行业对氨氮总氮的排放标准进一步提高，一般要求氨氮的排放标准为5mg/L，总氮的排放标准为15mg/L，有的场合要求更高。目前，大多工业行业都采用两级缺氧/好氧和沉淀工艺，该工艺流程长，动力设备多，占地面积大，运行维护费用高。
因此，有必要改进现有的废水处理装置。
实用新型内容
有鉴于此，针对现有装置存在的问题，本申请提出一种集缺氧/好氧生化、沉淀、污泥回流、混合液回流、曝气为一体的一体式沉淀内置深水曝气生物反应器(下简称设备)，该设备可实现有机物、氮、磷等可生化降解的污染物的去除。
为实现上述目的，本申请采用如下方案，
一体式沉淀内置深水曝气生物反应器，其特征在于，包括：
缺氧区、好氧区及沉淀区，
所述沉淀区配置于缺氧区的上方，其内设有泥斗，用以将沉淀的污泥通过所述泥斗的底部的环状缝隙回流至所述缺氧区，
所述好氧区配置于缺氧区及沉淀区的***，且所述好氧区环绕在所述缺氧区和/或沉淀区的***，所述好氧区内配置有曝气装置，
所述缺氧区与好氧区通过连通口连通，
所述好氧区的混合液通过气提泵提升经污泥回流气液分离槽、轮辐状或环状布水装置至沉淀区进行固液分离，固液分离后的水由出水堰排出；
需要从好氧区回流至缺氧区的混合液经混合液气提泵提升，至混合液气液分离槽，经分离与进水一起进入到缺氧区。通过这样的设计，该设备处理的水满足，总氮的排放标准为15mg/L，或要求更高的场合。该设备相较于目前，大多工业行业都采用两级缺氧/好氧和沉淀工艺，缩短为一级生化，有效的去除有机物、氨氮、总氮、磷、SS等的功能，其有抗有毒有害物质冲击的能力，尤其适合在焦化、煤化工、石油化工等行业使用，且对于减少池容、节省占地有非常大的优势。
在一实施方式中，该曝气装置采用柔性穿孔曝气管，所述曝气管上设出气孔，出气孔垂直向下均匀排列或所述曝气装置为微孔曝气装置。
在一实施方式中，该泥斗呈锥形或环状锥形；所述泥斗的下方侧设有污泥回流口或环状回流缝。
在一实施方式中，在所述回流缝或回流口处设有导流板，或在所述污泥回流口下方设锥形导流装置，或
回流缝/回流口斜向下，并延伸一段长度。
在一实施方式中，该一体式沉淀内置深水曝气生物反应器，其特征在于，包括沉淀组件，其配置于沉淀区内，气提泵将好氧区内的混合液提升到污泥回流气液分离槽，其配置于生物反应器的顶部，所述气液分离槽中设有栅栏、稳流板及计量堰，混合液经过气液分离槽后进入到轮辐式或环式布水装置，均匀分布到沉淀区、进行固液分离。
在一实施方式中，该布水装置的出水口为布水喇叭口或布水环。
在一实施方式中，该一体式沉淀内置深水曝气生物反应器，沉淀区固液分离的出水，经过设于沉淀区上部的出水堰排至集水槽，经排出口排出。
在一实施方式中，该出水堰为三角堰。
在一实施方式中，该缺氧区内配置有搅拌装置，其用机械搅拌，可选用立式搅拌机或潜水搅拌机，推流方向向下。这样避免搅拌的水向上干扰沉淀区的沉淀。
在一实施方式中，该连通口配置于生物反应器的底部，多个所述连通口，沿圆周方向均匀布置，并避开气提泵，以避免短流。
在一实施方式中，该一体式沉淀内置深水曝气生物反应器，其特征在于，
还包括：液位计，其配置于计量堰处，空气流量计，其配置于气提用空气管路上，用以控制所提升的混合液量，溶解氧仪，其配置于好氧区，用以控制曝气用空气量。
在一实施方式中，该曝气装置为深水曝气，其总高介于10～15m之间，所述好氧区的水深介于9～14m。
在一实施方式中，该混合液回流由混合液回流气提泵实现，混合液回流量5～40：1，可通过调节气提泵的空气量来调节混合液回流量；混合液通过混合液气提泵提升至气液分离槽，气液分离槽中设有特殊结构的栅栏，后端设稳流板及计量堰，气液分离槽设置在设备顶部；回流混合液在气液分离槽后端与进水混合，再进入到设备中心的中心导流筒和缺氧区上部周边的进水环，再进入到缺氧区。
有益效果
相对于现有技术，本申请实施方式具有如下优点:
本申请提出的一体式的反应器，具有高效率低占地低维修工作量的废水处理设备，适用于有机废水处理、高含氮废水脱氮，对废水中的有毒有害物质抗冲击能力强，去除效率高。
附图说明
根据下面参考附图对示例性实施例的详细说明，本申请的其它特征及方面将变得清楚。
包含在说明书中并且构成说明书的一部分的附图与说明书一起示出了本申请的示例性实施例、特征和方面，并且用于解释本申请的原理。
图1为本申请实施例的生物反应器的处理流程示意图。
图2为本申请实施例的生物反应器的主视截面示意图。
图3为图2实施例的生物反应器的俯视示意图。
图4为图2实施例的生物反应器的变形示意图。
图5a为本申请一实施例的生物反应器的主视截面示意图。
图5b为5a为俯视示意图。
图6a为本申请一实施例的生物反应器的主视截面示意图。
图6b为6a为俯视示意图。
图7a为本申请另一实施例的生物反应器的主视截面示意图。
图7b为7a为俯视示意图。
图8a为本申请另一实施例的生物反应器的主视截面示意图。
图8b为8a为俯视示意图。
图9a为本申请另一实施例的生物反应器的主视截面示意图。
图9b为9a为俯视示意图。
具体实施方式
以下将参考附图详细说明本申请的各种示例性实施例、特征和方面。附图中相同的附图标记表示功能相同或相似的元件。尽管在附图中示出了实施例的各种方面，但是除非特别指出，不必按比例绘制附图。术语解释，本实施方式中会提及TDS(total dissolvedsolids)，是指溶解性总固体，又称总含盐量，包括无机物和有机物两者的含量。COD(Chemical Oxygen Demand)是指化学需氧量是以化学方法测量水样中需要被氧化的还原性物质的量。
本申请实施方式提出一种名为一体式沉淀内置深水曝气生物反应器(英文名：Sedimentation Integral Deep Aeration Biological Reactor，)的废水处理一体化生物反应设备，该反应器由缺氧/好氧生化、沉淀、污泥回流、混合液回流、曝气装置等组成，主要用于生化降解废水中的有机物等物质，从而降低COD、BOD、氨氮、总氮、总磷、SS等，可替代传统活性污泥处理工艺中的“缺氧池-好氧池-沉淀池”。是一种高效率低占地低维修工作量的废水处理设备，适用于有机废水处理、高含氮废水脱氮，对废水中的有毒有害物质抗冲击能力强，去除效率高。
该生物反应器集缺氧/好氧生化、沉淀、污泥回流、混合液回流、曝气于一体，可实现有机物、氮、磷等可生化降解的污染物的去除。
本一体化设备包含缺氧(反硝化)生化、好氧(硝化)生化、泥水分离(沉淀)、污泥回流和混合液回流，完整的工艺流程如图1所示：
待处理的水(进水)流入缺氧区进行处理，处理后流入好氧区然后经气提泵泵入沉淀区，经沉淀区沉淀后的污泥回流至缺氧区，分离的出水通过出水口流出。本实施方式中，在该缺氧区，对于含氮废水，反硝化菌利用有机物将硝酸盐氮转化为氮气来脱除硝态氮。对于中高浓度有机废水，缺氧区还具有将有机高分子物质水解为易生化降解的小分子物质。
在该好氧区，针对于有机废水和含氨氮废水，将废水中的有机物降解成二氧化碳和水，利用(亚)硝化菌将氨氮转化为(亚)硝态氮。在沉淀区，经好氧区处理的出水经污泥回流气提泵提升至沉淀区的沉淀***，为防止出水夹气影响沉淀效果，在沉淀区前设置气液分离槽，在气液分离槽中设有多道栅栏，可不断改变水流方向，形成紊流释放气泡，为提高沉淀效果或去除磷，也可以在栅栏前投加絮凝剂或除磷药剂。
该一体式沉淀内置深水曝气生物反应器，包括，缺氧区、好氧区及沉淀区，该缺氧区配置于沉淀区的下方，缺氧区和好氧区通过设备下部的连通口连通；好氧区配置于缺氧区及沉淀区的***。该好氧区内配置有柔性穿孔曝气管曝气，10-15m的池深大大提高了穿孔曝气管的溶氧效率，一般溶氧可达到20％以上。好氧区设有污泥回流和混合液回流两个气提泵。好氧生化后的泥水混合液通过污泥回流气提泵及气液分离槽后，再通过轮辐式或环式布水装置进入沉淀区；需要回流的混合液通过混合液回流气提泵提升至混合液气液分离槽后进入缺氧区。根据处理对象的水质水量，好氧区可设置生物填料。为准确计量污泥的回流量，可以在气液分离槽的后段设置三角堰或矩形堰，通过计量标尺或超声波液位计准确计量进入沉淀区的水量。缺氧区内设置搅拌机；回流的混合液及设备进水通过中心导流筒和进水环进入缺氧区，中心导流筒设于本设备沉淀区的中心，进水环位于缺氧区的上部周边处，进水环底部设有均匀布置的过水孔或过水缝，可将进水和回流混合液均布到缺氧区；为避免短流，进水环的进流方向为水平切向；为避免缺氧区顶部积气，在进水环和进水环下方筒壁处设有一个或多个通气管(或侧壁导流筒)，可将气体排至设备外，平衡缺氧区水位；为避免进水环积泥堵塞，进水环通气管可接冲洗水进行冲洗。为避免缺氧区的混合液倒流至沉淀区，在沉淀区泥斗的回流缝(口)处设有导流板。在沉淀区的中心部位设有轮辐式或环式布水装置，可将进入沉淀区的泥水混合液均匀分布至沉淀区，布水装置下部设置布水喇叭口或布水环，布水喇叭口或布水环的出口方向为斜向下。沉淀区的上方设置出水三角堰板，固液分离后的水由出水三角堰流出进入集水槽、排出。根据处理对象的水质水量，沉淀区可设置斜管(板)填料。生化处理产生的剩余污泥通过泥斗内的排泥管排出。沉淀区的污泥通过重力自流进入缺氧区来实现污泥回流，缺氧区混合液再重力自流进入好氧区，因此沉淀区的液位最高，其次是缺氧区，好氧区的液位最低。好氧区混合液进入沉淀区、缺氧区都需要提升，利用特殊设计的气提泵来实现这两步提升。为避免沉淀区受气泡干扰，混合液进入沉淀区前，先进入污泥回流气液分离槽；污泥回流气液分离槽的前端，设有多道迎水面为弧形的栅栏，使混合液处于紊流状态；为避免污泥菌胶团破碎，降低紊流强度，后面几道的栅栏缝隙率高于前面几道；在气液分离槽的后端，设稳流板、三角或矩形计量槽，需要时可设液位标尺或超声波液位计进行计量。根据沉淀区的沉淀状况，或除磷要求，可在气液分离槽的前端投加高分子絮凝剂或除磷药剂。为避免缺氧区气体聚集，混合液在进入缺氧区前，先进入混合液回流气液分离槽，与污泥回流气液分离槽一样，内部设有紊流栅栏、稳流板、计量堰，需要时可设液位标尺或超声波液位计；当回流比例大时，可设置多套气液分离槽。需要处理的废水在混合液气液分离槽的后端(计量堰后)进入到气液分离槽，与混合液混合后进入缺氧区。该一体式沉淀内置深水曝气生物反应器也称一体式沉淀区内置深水曝气生物反应器。
下面结合图2及图3来详细的描述一体式沉淀内置深水曝气生物反应器的结构。图2为本申请实施例的生物反应器的主视截面示意图。图3为图2的生物反应器的俯视示意图。
进水①通过进水管首先进入到混合液回流气液分离槽5a的后端，与回流的混合液混合，再分别通过进水环1和中心导流筒2进入到缺氧区②，在搅拌机3的搅拌下，废水与混合液中的缺氧微生物、反硝化菌充分接触，进行生化反应，废水中的有机物、(亚)硝态氮被降解，转化成小分子有机物，生成二氧化碳、水和氮气，反应后的泥水通过池底部的连通孔(图未示)，泥水进入到好氧区③，在好氧区，在好氧微生物、(亚)硝化菌的作用下，有机物被降解成二氧化碳和水，氨氮转化成(亚)硝态氮；好氧生化后的水连同活性污泥在污泥回流气提泵4b的提升下，进入到污泥回流气液分离槽5b，分离以脱除气体后，通过布水装置6均匀分布，进入沉淀区④。在沉淀区④进行固液分离，澄清后的水进入出水堰7，再汇集到集水槽8，通过出水⑤排出至生物反应器外。本实施方式中，沉淀区④沉淀下来的污泥，通过泥斗下部的回流缝9借助重量的作用回流至缺氧区②。本实施方式中，好氧区③内的混合液通过混合液回流气提泵4a提升至混合液回流气液分离槽5a，分离脱除气后，混合液气提后与进水①混合，一起进入缺氧区②。本实施方式中，好氧区③需要的空气⑦，以及气提泵4a/4b需要的空气⑦由外部供气设备提供(图未示)。进入到好氧区的空气⑦，通过曝气装置10进行扩散，向好氧区③内的好氧微生物提供氧气；沉淀区④沉淀下来的剩余污泥⑥通过排泥管(图未示)排出。本实施方式中，沉淀区④设于缺氧区②的上方，好氧区③设于缺氧区②及沉淀区④的外。缺氧区②还设有搅拌机3(在其他的实施方式中，根据处理对象的水质水量，缺氧区可设置生物填料，此时，可不设搅拌机)。气提泵4a/4b设于好氧区③内，气液分离槽5(5a/5b)设于生物反应器的顶部。中心导流筒2和布水装置6为同心结构，位于生物反应器的中心。进水环1设于缺氧区的上部周边。较佳的进水环1上设通气管或侧壁导流筒(图未示)。本实施方式中，沉淀区④设有泥斗，泥斗的倾斜角度大于等于60度。在泥斗的下端设污泥回流缝(口)，固液分离后的污泥通过回流缝(口)回流至缺氧区。回流缝(口)为斜向下，并延伸一段长度，这样的设计，避免缺氧区可能有的气泡上升至沉淀区干扰沉淀。在其他的实施方式中，在回流口下方设置锥形导流装置，以避免缺氧区可能有的气泡上升至沉淀区干扰沉淀。本实施方式中，气提泵的中心为提升管，下端外环为进气盒，进气盒内侧设有均匀分布的斜向上的布气小孔，将空气喷射至提升管，使空气和混合液均匀混合。
该一体式沉淀内置深水曝气生物反应器通过大比例的污泥回流(约3～4：1)保障污泥斗不易积泥，回流缝(口)不易堵塞；大比例的混合液回流(约5～40：1)为(亚)硝态氮的去除率提供了保障，同时使进水的毒性物质得到稀释。
在一实施方式中，根据处理对象水的水质水量，缺氧区、好氧区可设置生物填料11，沉淀区设置斜管(板)填料12(参见图4)，缺氧区不设搅拌机。生物填料11可以是弹性填料、组合填料、悬浮填料、辫帘式填料等。缺氧区、好氧区及沉淀区的其他设置同图2/3的实施方式。
在一实施方式中，如图2所示依据场所的需求，在缺氧区②好氧区③可设置ORP仪、溶解氧仪、pH仪，气提泵4的供气管上设置流量计，污泥回流和混合液回流气液分离槽5的计量堰上分别设超声波液位计，以及出水⑤处设在线COD、氨氮、总氮、总磷测定仪，供气风机采用变频控制，这样可实现智能精细化控制，最大限度的节省电费、药剂费。空气流量计，其配置于气提用空气管路上，用以控制所提升的混合液量，溶解氧仪，其配置于好氧区，用以控制曝气用空气量。
在一实施方式中，作为图2实施方式的变形如图5a所示，图5b为图5a的俯视图，该一体式沉淀内置深水曝气生物反应器100的沉淀区120位于缺氧区110的上方(且中心线同)，好氧区130包围在沉淀区120及缺氧区110的周围。回流缝/回流口斜向下，并延伸一段长度。该一体式沉淀内置深水曝气生物反应器100呈圆柱状，沉淀区120及缺氧区110的外径相同或大致相同。本实施方式中的其他结构参考图2/图3实施方式。沉淀区120的截面呈倒两个倒八字形。
在一实施方式中，作为图2实施方式的变形如图8a所示，图8b为图8a的俯视图，该一体式沉淀内置深水曝气生物反应器400的沉淀区420位于缺氧区410的上方，且缺氧区410的仰视投影处于沉淀区420的区域内。好氧区430包围沉淀区420及缺氧区410。该一体式沉淀内置深水曝气生物反应器400呈圆柱状。沉淀区420与缺氧区410的中心a相同。实施方式中的其他结构参考图2/图3实施方式。沉淀区420的截面呈倒两个倒八字形。
在一实施方式中，作为图2实施方式的变形如图6a所示，图6b为图6a的俯视图，该一体式沉淀内置深水曝气生物反应器200，的沉淀区220呈锥形，且该沉淀区220位于生物反应器200的中央，缺氧区210及好氧区230配置于沉淀区220的***，且视应用场合的需要缺氧区210及好氧区230。该一体式沉淀内置深水曝气生物反应器200呈圆柱状(圆柱形)。其他结构参考图2/图3实施方式。作为图6a实施方式的变形，如图9a及9b实施方式，生物反应器500，设备的截面呈四方形，该沉淀区520位于生物反应器的中央，沉淀区呈锥形，且锥形的尖部未与生物反应器的底部501接触。连通口配置于隔板502上(图未示)，缺氧区与好氧区通过连通口连通。
在一实施方式中，作为图2实施方式的变形如图7a所示，图7b为图7a的俯视图，该一体式沉淀内置深水曝气生物反应器300的沉淀区320位于缺氧区310的上方，好氧区330包围沉淀区320及缺氧区310。该一体式沉淀内置深水曝气生物反应器300呈圆柱状。沉淀区320的截面呈倒两个倒八字形。本实施方式中的其他结构参考图2/图3实施方式。
上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。
Claims (10)
1.一体式沉淀内置深水曝气生物反应器，其特征在于，包括：
缺氧区、好氧区及沉淀区，
所述沉淀区配置于缺氧区的上方，其内设有泥斗，用以将沉淀的污泥通过所述泥斗的底部的环状缝隙回流至所述缺氧区，
所述好氧区至少部分环绕在所述缺氧区和/或沉淀区的***，所述好氧区内配置有曝气装置，
所述缺氧区与好氧区通过连通口连通，
所述好氧区的混合液通过气提泵提升经污泥回流气液分离槽、轮辐状或环状布水装置至沉淀区进行固液分离，固液分离后的水经出水堰从出口排出；
需要从好氧区回流至缺氧区的混合液经混合液气提泵提升，至混合液气液分离槽，经分离与进水一起进入到缺氧区。
2.如权利要求1所述的一体式沉淀内置深水曝气生物反应器，其特征在于，所述曝气装置采用柔性穿孔曝气管，所述曝气管上设出气孔，出气孔垂直向下均匀排列或所述曝气装置为微孔曝气装置。
3.如权利要求1所述的一体式沉淀内置深水曝气生物反应器，其特征在于，所述泥斗呈锥形或环状锥形；
所述泥斗的下方侧设有污泥回流口或环状回流缝。
4.如权利要求3所述的一体式沉淀内置深水曝气生物反应器，其特征在于，
在所述回流缝或回流口处设有导流板，或
在所述污泥回流口下方设锥形导流装置，或
回流缝/回流口斜向下，并延伸一段长度。
5.如权利要求1所述的一体式沉淀内置深水曝气生物反应器，其特征在于，包括沉淀组件，其配置于沉淀区内，
气提泵将好氧区内的混合液提升到污泥回流气液分离槽，其配置于生物反应器的顶部，所述气液分离槽中设有栅栏、稳流板及计量堰，混合液经过气液分离槽后进入到轮辐式或环式布水装置，均匀分布到沉淀区、进行固液分离。
6.如权利要求5所述的一体式沉淀内置深水曝气生物反应器，其特征在于，所述布水装置的出水口为布水喇叭口或布水环。
7.如权利要求5所述的一体式沉淀内置深水曝气生物反应器，其特征在于，固液分离的出水，经过设于沉淀区上部的出水堰排至集水槽，经排出口排出。
8.如权利要求7所述的一体式沉淀内置深水曝气生物反应器，其特征在于，所述出水堰为三角堰。
9.如权利要求1所述的一体式沉淀内置深水曝气生物反应器，其特征在于，
所述缺氧区内配置有搅拌装置，其用机械搅拌，可选用立式搅拌机或潜水搅拌机，推流方向向下。
10.如权利要求1所述的一体式沉淀内置深水曝气生物反应器，其特征在于，
还包括：液位计，其配置于计量堰处，空气流量计，其配置于气提用空气管路上，用以控制所提升的混合液量，
溶解氧仪，其配置于好氧区，用以控制曝气用空气量。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202023270099.7U CN214299767U (zh) | 2020-12-28 | 2020-12-28 | 一种一体式沉淀内置深水曝气生物反应器 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
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2020
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| CN116375204B (zh) * | 2023-04-28 | 2023-12-22 | 湖南星湘盈环保科技有限公司 | 一种污水处理塔及应用 |
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